Metacaspase 1剪切Beclin 1激活植物抗病毒自噬的新机制

《Molecular Plant》：Cleavage of Beclin 1 by metacaspase 1 activates antiviral autophagy in plants

本研究揭示了植物中自噬激活的新机制：半胱氨酸蛋白酶metacaspase 1（MC1）通过剪切核心自噬蛋白Beclin 1/ATG6（位点R97/R99）释放具有内在自噬活性的N端片段（aa 1-97），该过程依赖PI3K复合物。激活的自噬可增强广谱抗病毒反应，而大麦条纹花叶病毒γb蛋白通过靶向MC1抑制该通路以促进感染。

　　

在植物中，Beclin 1/ATG6作为自噬体生物发生的核心蛋白发挥着关键作用，但其激活机制一直未被完全阐明。最新研究发现，半胱氨酸蛋白酶metacaspase 1（MC1）在烟草（Nicotiana benthamiana）中能够特异性剪切Beclin 1蛋白的R97和R99位点，从而成为自噬的新型正向调控因子。遗传学实验证实，MC1-Beclin 1剪切模块是激活植物自噬的必要且充分条件。从机制上看，MC1介导的剪切会释放Beclin 1的N端片段（氨基酸1-97），该片段展现出内在的自噬诱导活性，且其功能依赖于PI3K复合物。进一步研究显示，由此激活的自噬途径能够显著增强植物对病毒的广谱抗性，而大麦条纹花叶病毒（BSMV）编码的γb蛋白则会特异性靶向MC1，通过抑制Beclin 1的剪切来优化病毒感染。值得注意的是，在哺乳动物中Beclin 1的剪切通常会导致自噬功能丧失，但本研究首次揭示了植物特有的自噬激活机制——Beclin 1需要通过MC1介导的蛋白剪切才能启动抗病毒自噬通路。